全国高中化学竞赛初赛模拟试题 14页

.-2021年全国高中化学竞赛模拟试题十四第一题、联胺和草酸是许多贵金属的提纯常用的复原剂。以下是工业中的两个例子1-1联胺可以从含AgCl的浆料中复原沉积银，写出反响的方程式1-2用NaClO3-H2SO4-NaCl溶浸金矿得到的浸出液中含一阴离子，含金元素百分比为58.1%，草酸可以从该浸出液中提取金。写出该反响的方程式第二题、试解释以下现象：2-1硅没有类似于石墨的同素异性体。2-2氮没有五卤化氮，却有+5氧化态的N2O5，HNO3及其盐，这两者是否有矛盾？2-3酸性大小：HIO4﹥H5IO6-.word.zl\n.-第三题、3-1、画出分子式为C4H4的包含等价氢原子的所有三种可能构型异构体的构造图。指明并论证哪两个预期是不稳定的。用价键理论讨论稳定的C4H4异构体及其较低同系物C3H4构造和键合情况。3-2、用价键理论讨论(1)C3O2〔线型〕　(2)C4O42-〔环状〕的构造和键合情况。第四题、在无氧的条件下以枯燥的钠汞齐〔以Na—Hg表示〕和枯燥的二氧化硫一起振荡，只制得固态化合物A。A中钠元素的质量分数为26.41%，氧元素的质量分数为36.76%，其余为S元素。4-1．试确定A的化学式并命名A。写出生成A的化学反响方程式。-.word.zl\n.-4-2．假设在有氧的条件下，进展上述反响，会有什么样的结果？说明A具有什么样的化学性质？4-3．假设将A加热到402K时，质量减轻了18.39%。分析得到的固体残渣，发现是两种物质〔记为B和C〕组成的混合物。试写出A分解的化学反响方程式。第五题、铬的化学丰富多采，实验结果常出人意料。将过量30%H2O2参加(NH4)2CrO4的氨水溶液,热至50℃后冷至0℃，析出暗棕红色晶体A。元素分析报告：A含Cr31.1%，N25.1%，H5.4%。在极性溶剂中A不导电。红外图谱证实A有N－H键，且与游离氨分子键能相差不太大，还证实A中的铬原子周围有7个配位原子提供孤对电子与铬原子形成配位键，呈五角双锥构型。5-1．以上信息说明A的化学式为：；可能的构造式为：-.word.zl\n.-5-2．A中铬的氧化数为：。5-3．预期A最特征的化学性质为：。5-4．生成晶体A的反响是氧化复原反响，方程式是：。第六题、安定药安宁可由2-甲基戊醛出发按以下方法合成：6-1写出安宁及上述合成步骤中化合物A～C的构造式。6-2安宁还可以通过丙二酸酯合成法合成，请设计一条以丙二酸二乙酯、丙烯、甲醇和必要的无机试剂为原料合成安宁的路线。第七题、氧化复原液流电池是近年来研究的一个热点。在液流电池体系中，多硫化钠溴液流电池与全钒液流电池处于主导地位。全钒氧化复原液流电池(VanadiumRedox-.word.zl\n.-Battery,VRB)作为一种新型的绿色环保储能电池，具有充放电性能优良、使用寿命长及本钱低等特点而备受关注，经过20年的开展，正逐步走向实用化．以下列图为全钒液流电池工作原理示意图在反响体系中电解液为3mol/LH2SO4，以及分布在离子选择隔膜两侧的VO2+,VO2+,V3+,V2+四种活性离子，隔膜只允许H+通过1、给出充，放电时两极反响的方程式2、VRB可应用于风力发电系统，抑制风力发电的缺陷,试分析他们是如何完美结合的。第八题、命名以下化合物-.word.zl\n.-8-1、8-2、_____________________________________,____________________________________8-3、8-4、__________________________________,____________________________________第九题、不稳定的化合物A分子式C3H4，经三分子聚合得到B。B与丁炔二酸二甲酯共热得化合物C，后者经酸性高锰酸钾处理生成D并放出二氧化碳1mol。请给出A、B、C的构造简式并为A、B、D命名。-.word.zl\n.-第十题、化合物A〔C7H12〕，在酸性高锰酸钾溶液中加热回流，反响液中只有环己酮一种有机物，A与氯化氢反响得化合物B，B与乙醇钠－乙醇溶液共热生成化合物C，C能使溴的四氯化碳溶液褪色并生成化合物D，再将D与乙醇钠－乙醇溶液共热那么得到化合物E，E与高锰酸钾溶液加热回流得丁二酸和丙酮酸。化合物C假设经臭氧解〔O3氧化，然后用H2O/Zn处理〕那么生成6–氧代庚醛。10-1写出化合物A–E的构造式〔不考虑化合物的立体异构〕。10-2用系统命名法命名化合物B，C，D，E10-3上述化合物中哪个可以由乙烯和2–甲基–1,3–-.word.zl\n.-丁二烯经一步反响而制得？请用反响式表示。10-4如何将6–氧代庚醛转化为1,6–庚二醇？请用反响式表示。第十一题、固体电解质是具有与强电解质水溶液的导电性相当的一类无机固体。这类固体通过其中的离子迁移进展电荷传递，因此又称为固体离子导体。固体电解质取代液体电解质，可以做成全固态电池及其它传感器、探测器等，在电化学、分析化学等领域的应用日益广泛。碘化银具有α、β和γ等多种晶型。在水溶液中Ag+与I－沉淀形成的是γ-AgI和β-AgI的混合物，升温至136℃全变为β-AgI，至146℃变为α-AgI。α-AgI是一种固体电解质，导电率为1.31Ω–1·cm–1〔注：强电解质水溶液导电率为10–3～1Ω–1·cm–1〕。y=0y=ay=ay=aγ-AgI和β-AgI晶体的导电性极差。其中γ-AgI晶体属立方晶体，其晶胞截面图如上所示。图中实心圆和空心圆分别表示Ag+和I－，a为晶胞边长。11-1试指出和γ-AgI晶体的点阵型式和Ag+、I－各自的配位数〔通常I－，Ag+-.word.zl\n.-的半径为100～150pm〕。11-2α-AgI晶体中，I－离子取体心立方堆积，Ag+填充在其空隙中。试指出α-AgI晶体的晶胞中，八面体空隙、四面体空隙各有多少？11-3通常Ag+离子半径有一个变化围，为什么？11-4实验发现，α-AgI晶体中能够迁移的全是Ag+，试分析Ag+能够发生迁移的可能原因。2021年全国高中化学竞赛模拟试题十四参考答案第一题、1-14AgCl+N2H4+4OH-→4Ag↓+4Cl-+4H2O+N2↑(有铵离子生成，配平也对)1-2阴离子应为AuCl4—，2HAuCl4+3H2C2O4→2Au↓+8HCl+6CO2↑第二题2-1-.word.zl\n.-Si是第三周期元素，原子半径比C的大，Si-Si键长大于C-C键长，垂直于键平面的p轨道不易侧向重叠形成∏键，所以Si不能形成含有离域∏键的类似石墨构造的同素异性体。2-2氮的假电子层有4个价轨道，最大共价键数只能是4，故不能形成含有5个共价键的NX5，在N2O，HNO3及其盐中，N的共价键数并未超过4，只是代表电荷偏移的氧化态为+5而已。2-3HIO4和H5IO6分子中的非羟基数目不同，前者有三个，后者有一个，故前者是强酸，后者是弱酸。第三题、3-1〔I〕不稳定，因为其π电子数＝4，不符合4n+2规那么；〔II〕不稳定，其中每个C原子sp3杂化，理应CCC＝109o28′，但三元环中的CCC远小于109o28′，环中存在力，不稳定。〔III〕中两端的两个碳原子是sp2杂化，中间两个碳原子是sp杂化，成键为：同系物C3H4中两端的两个碳原子是sp2杂化，中间碳原子是sp杂化，成键为：3-2、(1)C3O2〔线型〕：O＝C＝C＝C＝O，每个碳原子采取sp杂化，每个O原子sp2杂化。或可看作C、O原子都采取sp杂化，形成两个-.word.zl\n.-(2)C4O42-〔环状〕：每个C原子采取sp2杂化，其中两个碳原子未参与杂化的2p轨道分别与两个O原子的2p轨道“肩并肩〞形成π键，另外两个碳原子未参与杂化的2p轨道相互“肩并肩〞重叠成π键。第四题4-1．A：Na2S2O4；连二亚硫酸钠；2SO2＋2Na－Hg=Na2S2O4＋2Hg4-2．有O2存在时，A会被氧化〔得到Na2S2O6或NaHSO3〕；说明Na2S2O4具有强复原性。4-3．2Na2S2O4=Na2S2O3＋Na2SO3＋SO2↑第五题5-1．A的化学式Cr(NH3)3O4或CrN3H9O4〔写成其他形式也可以〕A的可能构造式如以下列图：1式和/或2式均得总分值，但无2个过氧键O—O者得零分。〔编者注：还可画出其他构造式，但此题强调的是构造中有2个过氧键，并不要求判断它们在构造中的正确位置。〕5-2．A中铬的氧化数为＋45-3．氧化复原性〔或易分解或不稳定等类似表述均得总分值〕5-4．化学方程式：CrO42－＋3NH3＋3H2O2＝Cr(NH3)3(O2)2＋O2＋2H2O＋2OH－第六题-.word.zl\n.-6-16-2第七题7-1、正极反响:VO2++H2OVO2++2H++e负极反响：V3++eV2+7-2、风力发电系统受到气候变化，风力大小等自然条件的影响，电能输出具有不稳定性和连续性的特点，与VRB结合可以将电能储存于电池中，可调节电压大小，保证稳定的电功率输出〔意思对即可〕第八题8-1、(E)–4–甲基–5–苯基–4–己烯–3–酮8-2、4–乙酰基苯甲酸8-3、2,4–二氯–3′–硝基二苯醚8-4、(2R,3S)–2–甲基–3–氯–1–醇第九题-.word.zl\n.-第十题10-110-2B：1–甲基–1–氯环己烷写成1–氯–1–甲基环己烷不给分C：1–甲基环己烯或1–甲基–1–环己烯D：1–甲基–1,2–二溴环己烷写成1,2–二溴–1–甲基环己烷不给分E：2–甲基–1,3–环己二烯10-3化合物C可由乙烯和2–甲基–1,3–丁二烯经一步反响而制得：10-4第十一题、11-1y=0，指xy平面，I—分布为〔顶点、面心有I—〕；y=a，指xy平面之间的，I—分布为〔I—都在面心〕；∴点阵型式为立方面心，由于Ag+离子占有I－离子围成的八个正四面体空隙中四个互不相邻的正四面体空隙，∴正、负离子配位数都为4。11-2八面体空隙=个、四面体空隙=个-.word.zl\n.-金属原子∆八面体空隙×四面体空隙11-3在不同晶体中，Ag+离子占据不同空隙，按正、负离子相互接触计算的Ag+离子半径自然有一个变化围。11-4对于立方体〔体心〕堆积而言：球数﹕四面体空隙﹕八面体空隙＝2﹕12﹕6＝1﹕6﹕3，∴Ag+离子只占空隙的九分之一，这说明α-AgI晶体中有大量空隙存在，有利于Ag+离子迁移，另外在体心立方中，四面体空隙与八面体空隙相连，四面体空隙与四面体空隙通过三角形中心相连，构成三维骨架构造的开放性“隧道〞，可以供Ag+离子迁移。教育之通病是教用脑的人不用手，不教用手的人用脑，所以一无所能。教育革命的对策是手脑联盟，结果是手与脑的力量都可以大到不可思议。-.word.zl